(57)【要約】【課題】軟磁性膜を成膜したフィルムに積層体からなる磁心に、巻線を施した構造で、従来よりもさらに薄型化したマイクロインダクタ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】巻線５の始端６ａと終端６ｂを、インダクタの表面に貼り付けた、導体パッド７ａ、７ｂに接続する。導体パッド７ａ、７ｂは耐熱性高分子フィルムの表面に導体膜を形成した構造なので、従来使用していた端子パッドを形成した基板よりも薄いため、インダクタ全体を薄型化できる。また、導体パッド７ａ、７ｂは、巻線の始端６ａと終端６ｂの取り回しが可能な範囲に配置できるので、マイクロインダクタの機器への組み付けなどの作業性を向上できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが５〜２５μｍの耐熱性高分子フィルムの両面に厚さが１〜５μｍの軟磁性膜を形成した薄膜磁性体を積層した磁心と、断面の直径が１００〜３００μｍの導体または対角線の長さが１００〜３００μｍの四辺形断面を有する導体を、前記磁心の周囲に巻き回した巻線と、導体膜が表面に形成され、かつ前記磁心または前記巻線の少なくともいずれかに貼り付けられた、厚さが５〜４０μｍの耐熱性高分子フィルムからなる導体パッドを有し、前記導体パッドに接続された、前記巻線の始端と終端を有する前記巻線の始端と終端が前記導体パッドに接続されていることを特徴とする、マイクロインダクタ。
【請求項２】
前記導体パッドは、外部に接続するための端子として機能することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロインダクタ。
【請求項３】
厚さが５〜２５μｍの耐熱性高分子フィルムの両面に、厚さが１〜５μｍの軟磁性膜を成膜することで薄膜磁性体を形成し、前記薄膜磁性体を積層することで磁心を形成し、前記磁心の周囲に、断面の直径が１００〜３００μｍの導体または対角線の長さが１００〜３００μｍの四辺形断面を有する導体を巻き回して巻線を形成し、表面に導体膜を有する厚さが５〜４０μｍの耐熱性高分子のフィルムからなる導体パッドを、前記磁心または前記巻線の少なくともいずれかに貼り付け、前記巻線の始端及び終端を前記導体パッドに接続する工程を含むことを特徴とするマイクロインダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁性体を磁心に用いたマイクロインダクタ及びその製造方法に関わり、さらに詳しくは、ハイパワー用電源に用いる、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータなどに好適なマイクロインダクタ及びその製造方法に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のインダクタには、外形寸法が数ｍｍのフェライト巻線コイルなどが使用されていた。しかし、近年の電気電子回路部品は、駆動周波数の高周波化が著しく、これに対応するには、この種のインダクタも、さらに薄型化、小型化が必要である。
【０００３】
特に、現在進行しつつある、電源の分散化に伴い、小型化、小パワー化、高効率化が要求される超小型電源の需要伸張が著しく、これに適用するためにも、インダクタの小型化薄型化が必須である。
【０００４】
そして、このような要求に対応するために、各種の薄膜インダクタが検討されている。薄膜インダクタには、スパッタリングや蒸着で成膜した軟磁性体を磁心として、これに導体箔などを用いて形成したミアンダ型、スパイラル型などのコイルパターンを取り付けた構造のものがある。
【０００５】
この他に、一定の大きさに調製した、複数の薄膜磁性体の積層体を磁心に用い、磁心の周囲にヘリカル形状の巻線を施したインダクタがある。特許文献１には、このようなインダクタが開示されている。図６は、このような従来のインダクタにおける磁心の構成を示す図で、図６（ａ）は薄膜磁性体とその積層状態を示す斜視図、図６（ｂ）は積層された磁心を示す斜視図である。図６において、１は耐熱性高分子フィルム、２は軟磁性膜、３は薄膜磁性体、４は積層体、即ち磁心である。
【０００６】
また、図７は、図６に示した磁心４に、巻線５を施し、インダクタとした状態を示す斜視図である。図７のインダクタにおいては、断面が長方形の導体、いわゆる平角導体を、巻線に用い、インダクタ全体の厚さの増加を抑制している。
【０００７】
また、図８は、図７に示したインダクタを、外部接続のため、端子パッドを有する基板に装着する状態を示す斜視図で、図８（ａ）はインダクタを基板に載置する状態を示す斜視図、図８（ｂ）はインダクタを基板に載置して巻線の始端と終端を端子に接続した状態を示す図である。
【０００８】
図８において、６ａは巻線５の始端（終端）、６ｂは巻線５の終端（始端）、８は基板、９は接着剤、１０ａ、１０ｂは端子パッド、１１ａ、１１ｂはハンダである。図８における基板８は、ガラス繊維強化型エポキシ樹脂からなり、インダクタを固定するための接着剤９を所要範囲に予め塗布してあり、巻線５の始端６ａ、終端６ｂを接続するための金などの導体からなる端子パッド１０ａ、１０ｂを予め形成してある。
【０００９】
そして、図８（ｂ）に示したように、巻線５の始端６ａ、終端６ｂを端子パッド１０ａ、１０ｂに当接した状態で、ハンダ付けを行い、端末接続処理を行っている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２５２１２７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のインダクタにおいては、図８に示したように、巻線５の端末接続処理に基板８を用いているため、必然的に厚さが増加してしまうことになる。従って、本発明の課題は、薄膜磁性体の積層体からなる磁心の周囲に、巻線を施した構成のインダクタであって、従来よりもさらに薄型化したマイクロインダクタ及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、基板を用いない巻線の端末接続処理が可能な構成を検討した結果なされたものである。
【００１３】
即ち、本発明は、厚さが５〜２５μｍの耐熱性高分子フィルムの両面に厚さが１〜５μｍの軟磁性膜を形成した薄膜磁性体を積層した磁心と、断面の直径が１００〜３００μｍの導体または対角線の長さが１００〜３００μｍの四辺形断面を有する導体を、前記磁心の周囲に巻き回した巻線と、導体膜が表面に形成され、かつ前記磁心または前記巻線の少なくともいずれかに貼り付けられた、厚さが５〜４０μｍの耐熱性高分子フィルムからなる導体パッドを有し、前記導体パッドに接続された、前記巻線の始端及び終端を有する前記巻線の始端と終端が前記導体パッドに接続されていることを特徴とする、マイクロインダクタである。
【００１４】
また、本発明は、前記導体パッドが、外部に接続するための端子として機能することを特徴とする、前記のマイクロインダクタである。
【００１５】
また、本発明は、厚さが５〜２５μｍの耐熱性高分子フィルムの両面に、厚さが１〜５μｍの軟磁性膜を成膜することで薄膜磁性体を形成し、前記薄膜磁性体を積層することで磁心を形成し、前記磁心の周囲に、断面の直径が１００〜３００μｍの導体または対角線の長さが１００〜３００μｍの四辺形断面を有する導体を巻き回して巻線を形成し、表面に導体膜を有する厚さが５〜４０μｍの耐熱性高分子のフィルムからなる導体パッドを、前記磁心または前記巻線の少なくともいずれかに貼り付け、前記巻線の始端及び終端を前記導体パッドに接続する工程を含むことを特徴とするマイクロインダクタの製造方法である。
【００１６】
本発明による、マイクロインダクタにおいては、耐熱性高分子フィルムの表面に導体膜が形成された導体パッドに、巻線の端末を接続する構成であり、巻線の端末の取り回しが可能な範囲に、導体パッドを任意に配置することが可能である。
【００１７】
具体的には、磁心の側面に導体パッドを配置すれば、マイクロインダクタ全体の厚さを増加させることがない。また、磁心の積層端面に配置する場合でも、導体パッド自体が、従来の基板に比較して極めて薄いため、マイクロインダクタ全体の厚さを大幅に増加させる結果に繋がらないものである。
【００１８】
従って、従来の基板を用いたマイクロインダクタよりも、実質的に基板の厚さの分だけ、全体の厚さを薄くすることが可能である。しかも、外部接続端子としての導体パッドは、前記のようにある程度の範囲内であれば、任意の位置に配置できるので、マイクロインダクタの実装や接続の作業性向上にも寄与することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の薄膜磁性体を構成する耐熱性高分子フィルムは、金属軟磁性膜の成膜工程で高温になることや、マイクロインダクタとしての使用状態での昇温を考慮して、できるだけ耐熱性が高い材質を選定することが必要である。耐熱性を評価する基準の一つにガラス転移温度があり、このような用途に広汎に使用されているポリイミドは、ガラス転移温度が約２２０℃である。
【００２０】
従って、ガラス転移温度が２２０℃以上の高分子材料で、フィルム状に成形できるものが、本発明の耐熱性高分子フィルムとして用いることができる。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオルエチレンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
なお、耐熱性高分子フィルムの厚さを、５〜２５μｍの範囲に限定したのは、５μｍ未満の厚さでは、軟磁性膜を成膜する際などの変形が著しく、その後の工程で重大な障害が生じ、２５μｍを超える厚さにしても、磁心全体の厚さが増加するだけで、特性的な向上が認められないためである。導体パッドを構成する耐熱性高分子フィルムの厚さの限定理由も同様である。
【００２２】
軟磁性層の厚さを、１〜５μｍの範囲に限定したのは、１μｍ未満の厚さでは、磁心として特性が得られないからであり、５μｍ以内の厚さで、マイクロインダクタとして必要な磁気特性が確保できるからである。
【００２３】
巻線に用いる導体の、直径または断面の対角線長さを１００〜３００μｍの範囲に限定したのは、この範囲未満の外径の導体では、巻線の形成に困難を来たすからであり、これを超える外径の導体を用いても、特性的な向上が認められず、インダクタの厚さが増加するだけだからである。
【００２４】
また、本発明に用いられる軟磁性膜としては、特に限定されるものではなく、各種の組成のものが用いられ、必要な特性によって適宜選択される。
【００２５】
【実施例】
次に、図を参照しながら具体的な例に基づき、本発明についてさらに詳しく説明する。
【００２６】
（実施例１）
本発明のマイクロインダクタの製造工程において、磁心を作製する工程は、特許文献１に開示されている従来技術と、特に相違がないので、磁心の作製については、図６と図７を用いて説明する。
【００２７】
ここでは、まず、耐熱性高分子フィルム１として、厚さが１０μｍのポリイミドフィルムを用い、両面に厚さが３μｍのＣｏＦｅＳｉＢからなる軟磁性膜２を成膜し、薄膜磁性体３を作製した。この薄膜磁性体３を所要枚数積層し、磁心４を得た。次に、幅が１５０μｍ、高さが７５μｍの断面形状を有する平角導体を、磁芯４の周囲に所要ターン数巻き回して巻線５を形成し、インダクタを得た。
【００２８】
図１は、前記のようにして調製したインダクタに、導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第１の例を示す斜視図である。図１において、７ａ、７ｂは導体パッドである。ここでは、導体パッド７ａ、７ｂを、図１における磁心４の上面に、接着剤を用いて貼り付けている。
【００２９】
（実施例２）
図２は、前記のようにして調製したインダクタに、導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第２の例を示す斜視図である。ここでは、導体パッド７ａ、７ｂを、磁心４の巻線５が形成されていない側の側面に、接着剤を用いて貼り付けている。
【００３０】
（実施例３）
図３は、前記のようにして調製したインダクタに、導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第３の例を示す斜視図である。ここでは、導体パッド７ａ、７ｂを、巻線５の端末近傍の、図３における上側の面に、接着剤を用いて貼り付けている。
【００３１】
（実施例４）
図４は、前記のようにして調製したインダクタに、導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第４の例を示す斜視図である。ここでは、導体パッド７ａ、７ｂを、巻線５の図４の上側の面に、巻回軸方向全体に亘るように、接着剤を用いて貼り付けている。
【００３２】
以上に示した中で、磁心側面に導体パッドを貼り付けた例では、インダクタ全体の厚さを増加しないという利点があり、巻線表面に導体パッドを貼り付けた例では、インダクタ全体の厚さを増加させるものの、導体パッドの配置の自由度が大きくなり、その後の接続などの作業性が向上するという利点がある。従って、インダクタの用途などを考慮して、構造を適宜決定することができる。
【００３３】
なお、具体的なインダクタとして特性を測定するために、前記実施例に用いた薄膜磁性体を、４．５ｍｍ×２．５ｍｍの大きさに切断し、２５枚積層して得られた磁心に、幅が１５０μｍ、高さが７５μｍの断面形状を有する平角導体を、２５ターン巻き回したインダクタの試料を調製した。この試料の導体パッドの配置は図１と同様にした。
【００３４】
この試料の厚さは、０．６５ｍｍであるが、従来構造の端子パッドを有する基板を用いた場合は、０．８ｍｍ以上の厚さになる。図５は、このマイクロインダクタの試料についての特性測定結果を示したものである。これについてみると、本発明のマイクロインダクタは、従来のものとの顕著な特性の相違が認められない。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、薄膜磁性体を積層した磁心に巻線を施したマイクロインダクタであって、従来よりも厚さが薄い、つまり低背型であるという特長を有し、組立の作業効率が高いマイクロインダクタと、その製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インダクタに導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第１の例を示す斜視図。
【図２】インダクタに導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第２の例を示す斜視図。
【図３】インダクタに導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第３の例を示す斜視図。
【図４】インダクタに導体パッドを貼り付け、巻線の端末を接続した状態の第４の例を示す斜視図。
【図５】本発明のマイクロインダクタ試料の特性測定結果を示す図。
【図６】従来のインダクタにおける磁心の構成を示す図。図６（ａ）は薄膜磁性体とその積層状態を示す斜視図。図６（ｂ）は積層された磁心を示す斜視図。
【図７】磁心に巻線を施し、インダクタとした状態を示す斜視図。
【図８】インダクタを、端子パッドを有する基板に装着する状態を示す斜視図。図８（ａ）はインダクタを基板に載置する状態を示す斜視図。図８（ｂ）はインダクタを基板に載置して巻線の始端と終端を端子に接続した状態を示す図。
【符号の説明】
１    耐熱性高分子フィルム
２    軟磁性膜
３    薄膜磁性体
４    磁心
５    巻線
６ａ    始端（終端）
６ｂ    終端（始端）
７ａ，７ｂ    導体パッド
８    基板
９    接着剤
１０ａ，１０ｂ    端子パッド
１１ａ，１１ｂ    ハンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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